CN102965527B - 采用铬屑制备铝铬中间合金的方法 - Google Patents
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Abstract
采用铬屑制备铝铬中间合金的方法，它涉及制备铝铬中间合金的方法，它要解决现有制备铝铬中间合金时熔炼炉的温度高，生产周期长和烧损率高的问题。本发明制备铝铬中间合金方法：一、在熔炼炉中排列铝锭条，待铝锭条熔化后，在铝液表面撒上覆盖剂，升温至900～910℃，加入所需Cr屑的1/3～1/2，然后停炉搅拌；二、熔炼炉温度升温至900～910℃，保温后均匀加入剩余的Cr屑，停炉搅拌后除渣，再升温至900～910℃，保温后扒渣，浇注成锭得到铝铬中间合金。本发明制备铝铬中间合金生产周期短，合金烧损率低，熔炼炉的加热温度低。本发明主要应用于铝铬合金的制备。
Description
技术领域
本发明涉及制备铝铬中间合金的方法。
背景技术
熔炼铝合金时，采用全部元素使用单质在熔炼炉中进行熔化的方法会受到很多限制，如铝的熔点为660℃，铬的熔点为1857℃，铬的熔点较高不能直接加入，且铬的比重较大，在铝中的溶解速度较慢，如以纯金属形式加入，易造成偏析，当合金中铬含量范围较窄时，很难获得准确地化学成分，其后果就是铝合金烧损大，化学稳定性差，生产周期长，且不易连续生产。
基于上面熔炼缺点，预先将铬配制成二元或多元的中间合金，然后再以中间合金形式加入到熔体中，其过程就是将熔点高的元素与熔点低的元素组成中间合金先熔化好。采用现有方法制备中间合金过程时，需要将铝合金液过热到1200～1300℃加入金属铬，存在铝合金液烧损率大，炉前调加比较困难，增加生产周期，导致设备损耗较大，增加生产成本，因而不利于铝铬中间合金的连续生产。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有制备铝铬中间合金时熔炼炉的温度高，生产周期长和烧损率高的问题，而提供采用铬屑制备铝铬中间合金的方法。
本发明采用铬屑制备铝铬中间合金的方法是通过下列步骤实现：
一、依照化学式AlCrn，n为1≤n≤20，按化学计量比称取铝锭条和Cr屑，向熔炼炉中沿着炉壁排列铝锭条，将熔炼炉功率调至80～200kW熔化铝锭条，待铝锭条全部熔化后，在铝液表面均匀撒上预热处理后的覆盖剂，升温至900～910℃，向熔炼炉中均匀加入所需Cr屑的1/3～1/2，然后停炉以10～40cm/s的速度搅拌4～5分钟；
二、熔炼炉升温至900～910℃，保温8～10分钟，均匀加入剩余的Cr屑，停炉以10～40cm/s的速度搅拌4～5分钟，除渣后升温至900～910℃，保温20～30分钟后扒渣，然后浇注成锭得到铝铬中间合金；
其中步骤一与步骤二所述的Cr屑为（0.01～10）×（0.01～1.5）×（0.01～0.4）mm或（1.2～30）×（0.4～2.3）×（0.4～0.9）mm或（1.6～42）×（0.7～3.3）×（0.9～1.5）mm的片屑；
步骤一所述的预热处理后的覆盖剂是按重量比将42%～48%的KCl，37%～43%的NaCl，5.7%～6.6%的Na3AlF6，4.2%～4.4%的CaF2，Na2SiF6≤0.5%，MgCl2≤0.5%和BaCl2≤0.5%混合，在120～180℃温度下干燥至覆盖剂中H2O的质量含量在0.5%以下。
本发明采用铬屑制备铝铬中间合金的方法包含以下优点：
1、加快了生产周期，可连续生产，采用现有工艺制备铝铬中间合金，如按150kg的炉量计，熔化一炉需一个小时，熔炼炉温度过热到1200～1300℃才能加入金属铬，浇注之前还需将熔炼炉温度调整到910℃左右，熔化及浇注一炉超过一个半小时，而采用铬屑制备铝铬中间合金时熔炼炉的温度保持在900～910℃，降低了熔炼温度，而且浇注之前无须再调整温度，同样以150kg的炉量计，仅需45分钟，缩短了制备铝铬中间合金的生产周期；
2、制备得到的铝铬中间合金烧损率低，据统计采用现有工艺制备铝铬中间合金的烧损率达到11%，而采用铬屑制备铝铬中间合金的烧损率可控制在5%左右，且得到的铝铬中间合金化学成分稳定，一次送检合格率可达98%；
3、缩短了铝液在熔炼炉中的时间，减少了熔炼时的金属氧化，降低了熔炼温度，节约了制备铝铬中间合金的成本和能源消耗。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式采用铬屑制备铝铬中间合金的方法通过下列步骤实施：
一、依照化学式AlCrn，n为1≤n≤20，按化学计量比称取铝锭条和Cr屑，向熔炼炉中沿着炉壁排列铝锭条，将熔炼炉功率调至80～200kW熔化铝锭条，待铝锭条全部熔化后，在铝液表面均匀撒上预热处理后的覆盖剂，升温至900～910℃，向熔炼炉中均匀加入所需Cr屑的1/3～1/2，然后停炉以10～40cm/s的速度搅拌4～5分钟；
二、熔炼炉升温至900～910℃，保温8～10分钟，均匀加入剩余的Cr屑，停炉以10～40cm/s的速度搅拌4～5分钟，除渣后升温至900～910℃，保温20～30分钟后扒渣，然后浇注成锭得到铝铬中间合金；
其中步骤一与步骤二所述的Cr屑为（0.01～10）×（0.01～1.5）×（0.01～0.4）mm或（1.2～30）×（0.4～2.3）×（0.4～0.9）mm或（1.6～42）×（0.7～3.3）×（0.9～1.5）mm的片屑；
步骤一所述的预热处理后的覆盖剂是按重量比将42%～48%的KCl，37%～43%的NaCl，5.7%～6.6%的Na3AlF6，4.2%～4.4%的CaF2，Na2SiF6≤0.5%，MgCl2≤0.5%和BaCl2≤0.5%混合，在120～180℃温度下干燥至覆盖剂中H2O的质量含量在0.5%以下。
本实施方式中所用的Cr屑使用车床、铣床和钻铣镗磨床等设备将金属Cr加工成片屑状，设备优选CA6140车床、ZXTM-40A钻铣镗磨床、X5030A立式升降台铣床和X8130万能工具铣床。当Cr屑为（0.01～10）×（0.01～1.5）×（0.01～0.4）mm的片屑时，其中的（0.01～0.4）mm为Cr屑的厚度；当Cr屑为（1.2～30）×（0.4～2.3）×（0.4～0.9）mm的片屑时，其中的（0.4～0.9）mm为Cr屑的厚度；当Cr屑为（1.6～42）×（0.7～3.3）×（0.9～1.5）mm的片屑时，其中的（0.9～1.5）mm为Cr屑的厚度。
本实施方式步骤二所述的保温8～10分钟和保温20～30分钟时的熔炼炉功率为30～80kW，当熔炼炉的炉量为150kg时，熔炼炉的功率优选40kW，此时可保证熔炼炉的温度控制在900～910℃。
本实施方式采用铬屑制备铝铬中间合金时熔炼炉的温度保持在900～910℃，浇注之前无须调整温度，缩短了铝铬中间合金的生产周期，节约了制备成本。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一与步骤二所述的Cr屑为（3～16）×（1.1～2.1）×（0.5～0.7）mm的片屑。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤二熔炼炉升温至905～908℃，保温8～10分钟。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式采用铬屑制备铝铬中间合金的方法通过下列步骤实施：
一、依照化学式AlCr2，向熔炼炉中沿着炉壁排列147kg的铝锭条，将熔炼炉功率调至150kW熔化铝锭条，待铝锭条全部熔化后，在铝液表面均匀撒上预热处理后的覆盖剂，升温至900℃，向熔炼炉中均匀加入1.5kg的Cr屑，然后停炉以30cm/s的速度搅拌5分钟；
二、熔炼炉升温至900℃，保温10分钟，均匀加入1.5kg的Cr屑，停炉以30cm/s的速度搅拌5分钟，除渣后升温至900℃，保温25分钟后扒渣，然后浇注成锭得到铝铬中间合金；
其中步骤一与步骤二所述的Cr屑为（0.5～6）×（0.01～1.5）×（0.01～0.4）mm的片屑；
步骤一所述的预热处理后的覆盖剂是按重量比将46%的KCl，42.5%的NaCl，6.2%的Na3AlF6，4.3%的CaF2，0.3%的Na2SiF6，0.3%的MgCl2和0.4%的BaCl2混合，在160℃温度下干燥至覆盖剂中H2O的质量含量为0.4%。
本实施方式得到的铝铬中间合金为AlCr2中间合金，AlCr2中间合金的熔炼时间为45分钟，铝铬中间合金的烧损率为5%。
具体实施方式五：本实施方式采用铬屑制备铝铬中间合金的方法通过下列步骤实施：
一、依照化学式AlCr3，向熔炼炉中沿着炉壁排列145.5kg的铝锭条，将熔炼炉功率调至150kW熔化铝锭条，待铝锭条全部熔化后，在铝液表面均匀撒上预热处理后的覆盖剂，升温至900℃，向熔炼炉中均匀加入2.25kg的Cr屑，然后停炉以30cm/s的速度搅拌5分钟；
二、熔炼炉升温至900℃，保温10分钟，均匀加入2.25kg的Cr屑，停炉以30cm/s的速度搅拌5分钟，除渣后升温至900℃，保温25分钟后扒渣，然后浇注成锭得到铝铬中间合金；
其中步骤一与步骤二所述的Cr屑为（3～23）×（0.4～2.3）×（0.4～0.9）mm的片屑；
步骤一所述的预热处理后的覆盖剂是按重量比将46%的KCl，42.5%的NaCl，6.2%的Na3AlF6，4.3%的CaF2，0.3%的Na2SiF6，0.3%的MgCl2和0.4%的BaCl2混合，在160℃温度下干燥至覆盖剂中H2O的质量含量为0.4%。
本实施方式得到的铝铬中间合金为AlCr3中间合金，AlCr3中间合金的熔炼时间为45分钟，铝铬中间合金的烧损率为5%。
具体实施方式六：本实施方式采用铬屑制备铝铬中间合金的方法通过下列步骤实施：
一、依照化学式AlCr5，向熔炼炉中沿着炉壁排列142.5kg的铝锭条，将熔炼炉功率调至150kW熔化铝锭条，待铝锭条全部熔化后，在铝液表面均匀撒上预热处理后的覆盖剂，升温至900℃，向熔炼炉中均匀加入3.75kg的Cr屑，然后停炉以30cm/s的速度搅拌5分钟；
二、熔炼炉升温至900℃，保温10分钟，均匀加入3.75kg的Cr屑，停炉以30cm/s的速度搅拌5分钟，除渣后升温至900℃，保温25分钟后扒渣，然后浇注成锭得到铝铬中间合金；
其中步骤一与步骤二所述的Cr屑为（3～30）×（0.7～3.3）×（0.9～1.5）mm的片屑；
步骤一所述的预热处理后的覆盖剂是按重量比将46%的KCl，42.5%的NaCl，6.2%的Na3AlF6，4.3%的CaF2，0.3%的Na2SiF6，0.3%的MgCl2和0.4%的BaCl2混合，在160℃温度下干燥至覆盖剂中H2O的质量含量为0.4%。
本实施方式得到的铝铬中间合金为AlCr5中间合金，AlCr5中间合金的熔炼时间为45分钟，铝铬中间合金的烧损率为5%。
Claims (3)
1.采用铬屑制备铝铬中间合金的方法，其特征在于采用铬屑制备铝铬中间合金的方法是通过下列步骤实现：
一、依照化学式AlCrn，n为1≤n≤20，按化学计量比称取铝锭条和Cr屑，向熔炼炉中沿着炉壁排列铝锭条，将熔炼炉功率调至80～200kW熔化铝锭条，待铝锭条全部熔化后，在铝液表面均匀撒上预热处理后的覆盖剂，升温至900～910℃，向熔炼炉中均匀加入所需Cr屑的1/3～1/2，然后停炉以10～40cm/s的速度搅拌4～5分钟；
二、熔炼炉升温至900～910℃，保温8～10分钟，均匀加入剩余的Cr屑，停炉以10～40cm/s的速度搅拌4～5分钟，除渣后升温至900～910℃，保温20～30分钟后扒渣，然后浇注成锭得到铝铬中间合金；
其中步骤一与步骤二所述的Cr屑为（0.01～10）×（0.01～1.5）×（0.01～0.4）mm3或（1.2～30）×（0.4～2.3）×（0.4～0.9）mm3或（1.6～42）×（0.7～3.3）×（0.9～1.5）mm3的片屑；
步骤一所述的预热处理后的覆盖剂是按重量比将42%～48%的KCl，37%～43%的NaCl，5.7%～6.6%的Na3AlF6，4.2%～4.4%的CaF2，Na2SiF6≤0.5%，MgCl2≤0.5%和BaCl2≤0.5%混合，其中覆盖剂各原料组分的重量比百分数之和等于100%，在120～180℃温度下干燥至覆盖剂中H2O的质量含量在0.5%以下。
2.根据权利要求1所述的采用铬屑制备铝铬中间合金的方法，其特征在于步骤一与步骤二所述的Cr屑为（3～16）×（1.1～2.1）×（0.5～0.7）mm3的片屑。
3.根据权利要求1或2所述的采用铬屑制备铝铬中间合金的方法，其特征在于步骤二熔炼炉升温至905～908℃，保温8～10分钟。
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